FR2677636A1 - Material based on manganese dioxide and electrochemical cell containing it - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a material based on manganese dioxide, characterised in that it has a predominantly ramsdellite structure, it is highly crystalline, it is prepared chemically and it has a powder X-ray diffraction diagram (K line of Cu) in which the ratio of the height of a (110) peak to the height of a (201) peak is at least 0.6:1.0; it also relates to an electrochemical cell (10) which comprises: - an anode (12) - a conductive cathode (16) comprising the said material based on manganese dioxide - an electrically insulating electrolyte (14) separating the anode and the cathode.

Description

MATERIAU A BASE DE DIOXYDE DE MANGANESE ET CELLULE
ELECTROCHIMIQUE LE CONTENANT
Cette invention a pour objet un matériau à base de dioxyde de manganèse. Elle concerne aussi une cellule électrochimique contenant le matériau.
MANGANESE DIOXIDE MATERIAL AND CELL
ELECTROCHEMICAL CONTAINING THE SAME
The subject of this invention is a material based on manganese dioxide. It also relates to an electrochemical cell containing the material.

Le premier object de l'invention est un matériau à base de dioxyde de manganèse qui est hautement cristallin, préparé chimiquement, qui possède une structure à prédominance ramsdellite et qui a un diagramme de diffraction X de la poudre (raie Ka du Cu) dans lequel le rapport de la hauteur d'un pic [ 110 ] à la hauteur d'un pic [201] est d'au moins 0,6:1,0. The first object of the invention is a material based on manganese dioxide which is highly crystalline, chemically prepared, which has a predominantly ramsdellite structure and which has an X-ray diffraction diagram of the powder (Ka line of Cu) in which the ratio of the height of a peak [110] to the height of a peak [201] is at least 0.6: 1.0.

Le matériau sera principalement utilisé dans des applications électrochimiques, typiquement comme matériau d'électrode dans une cellule électrochimique possédant une anode conductrice électrochimiquement, une cathode conductrice électrochimiquement et un électrolyte isolant électrochimiquement séparant l'anode de la cathode. The material will be primarily used in electrochemical applications, typically as an electrode material in an electrochemical cell having an electrochemically conductive anode, an electrochemically conductive cathode and an electrochemically insulating electrolyte separating the anode from the cathode.

Le matériau peut donc être utilisé comme matériau d'électrode positive, ou cathode, dans une cellule comportant des électrolytes aqueux ou non aqueux, par exemple ceux qui emploient une anode ou électrode négative de zinc ou de lithium. On pense qu'il trouvera une application particulière, mais pas nécessairement exclusive, comme matériau d'électrode positive dans les cellules au lithium primaires ou rechargeables. The material can therefore be used as a positive electrode material, or cathode, in a cell comprising aqueous or non-aqueous electrolytes, for example those which employ a negative anode or electrode of zinc or lithium. It is believed that it will find particular, but not necessarily exclusive, application as a positive electrode material in primary or rechargeable lithium cells.

Le matériau peut aussi comprendre une proportion mineure de MnO2 ss, à savoir du MnO2 de structure rutile intersticiel en combinaison avec la structure à prédominance ramsdellite. The material may also comprise a minor proportion of MnO2 ss, namely MnO2 of interstitial rutile structure in combination with the predominantly ramsdellite structure.

Le matériau peut aussi comprendre une proportion mineure de lithium ou d'hydrogène pour stabiliser la structure ramsdellite. A cet égard, il n'est pas nécessaire que la
MnO2 ramsdellite soit un composé stoechiométrique dans lequel le rapport Mn:O est de 1:2, de sorte que l'état d'oxydation des ions manganèse soit de 4,0, mais il peut s'agir d'un composé dans lequel le rapport Mn:O s'écarte lé- gèrement de 1:2, de sorte que l'état d'oxydation des ions manganèse soit inférieur à 4,0 mais supérieur à 3,5, de préférence supérieur à 3,8.
The material may also include a minor proportion of lithium or hydrogen to stabilize the ramsdellite structure. In this regard, it is not necessary that the
MnO2 ramsdellite is a stoichiometric compound in which the Mn: O ratio is 1: 2, so that the oxidation state of the manganese ions is 4.0, but it can be a compound in which the Mn: O ratio deviates slightly from 1: 2, so that the oxidation state of the manganese ions is less than 4.0 but more than 3.5, preferably more than 3.8.

Dans le diagramme de diffraction X de la poudre, le rapport de la hauteur du pic [ 110 ] à la hauteur du pic [ 201 ] peut être d'au moins 0,8:1,0, typiquement d'environ 1,0:1,0, ce qui indique un fort degré de cristallinité et un caractère à une seule phase de la structure du dioxyde de manganèse ramsdellite. Le pic [110] peut se trouver à environ 20=22 , tandis que le pic [ 201 ] peut se trouver à environ 20=37 . Dans le diagramme de diffraction X de la poudre, le rapport de la hauteur du pic [ 110 ] à la hauteur d'un pic [221], qui peut se trouver à environ 2e=560, peut être d'au moins 1,2:1,0, ce qui constitue aussi une indication du fort degré de cristallinité de la structure du dioxyde de manganèse ramsdellite.Le rapport de la hauteur du pic [110] à la hauteur du pic [221] peut être d'environ 1,4:1,0. Le pic [110] peut avoir une largeur de pic, à mi-hauteur, inférieure à 20=2 , par exemple d'environ 28=1,5 , ce qui constitue une indication supplémentaire du fort degré de cristallinité de la structure du dioxyde de manganèse ramsdellite. In the X-ray diffraction diagram of the powder, the ratio of the height of the peak [110] to the height of the peak [201] can be at least 0.8: 1.0, typically about 1.0: 1.0, which indicates a high degree of crystallinity and a single-phase character of the structure of ramsdellite manganese dioxide. Peak [110] can be around 20 = 22, while peak [201] can be around 20 = 37. In the X-ray diffraction diagram of the powder, the ratio of the height of the peak [110] to the height of a peak [221], which can be around 2e = 560, can be at least 1.2 : 1.0, which is also an indication of the high degree of crystallinity of the structure of ramsdellite manganese dioxide. The ratio of the height of peak [110] to the height of peak [221] can be around 1, 4: 1.0. The peak [110] can have a peak width, at mid-height, less than 20 = 2, for example around 28 = 1.5, which is an additional indication of the high degree of crystallinity of the dioxide structure. of manganese ramsdellite.

Le matériau peut être préparé par réaction d'un composé d'oxyde de lithium et de manganèse avec de l'acide concentré. L'acide peut être de l'acide sulfurique et sa concentration peut être d'au moins 2M. On a constaté que le fait d'utiliser un acide concentré pour digérer le composé d'oxyde de lithium et de manganèse se traduisait par la synthèse d'une structure de MnO2 ramsdellite hautement cristalline.On pense qu'un avantage du fort degré de cristallinité dans la structure ou la phase ramsdellite est que l'inté- grité de la structure de MnO2 ramsdellite lors d'un cycle dans des cellules électrochimiques rechargeables de type
Li/MnO2 ramsdellite peut être meilleure que celle que l'on obtient à partir des électrodes en MnO2 γ connues, comme
MnO2 préparé par voie électrolytique ("DME"). Un autre avantage de la structure MnO2 ramsdellite est qu'elle peut offrir une capacité de décharge initiale plus élevée pour les applications aux cellules primaires par rapport aux ma tériaux connus de type MnO2 préparé chimiquement ("DMC") et aux produits DME.
The material can be prepared by reacting a lithium oxide and manganese compound with concentrated acid. The acid can be sulfuric acid and its concentration can be at least 2M. It has been found that using a concentrated acid to digest the lithium oxide and manganese compound results in the synthesis of a highly crystalline structure of MnO2 ramsdellite. It is believed that an advantage of the high degree of crystallinity in the ramsdellite structure or phase is that the integrity of the ramsdellite MnO2 structure during a cycle in rechargeable electrochemical cells of the type
Li / MnO2 ramsdellite can be better than that obtained from MnO2 γ known as
MnO2 prepared electrolytically ("DME"). Another advantage of the ramsdellite MnO2 structure is that it can offer a higher initial discharge capacity for applications to primary cells compared to known materials of chemically prepared MnO2 type ("DMC") and to DME products.

Le composé précurseur d'oxyde de lithium et de manganèse peut être choisi parmi les composés spinelles stoechiométriques, comme LiMn2O4, ou les composés spinelles à défauts comme ceux que l'on rencontre dans le système
Li2O,yMnO2, par exemple Li2Mn4O9 (y=4) ou Li2Mn307 (y=3).
The precursor compound of lithium and manganese oxide can be chosen from stoichiometric spinel compounds, such as LiMn2O4, or defective spinel compounds such as those encountered in the system.
Li2O, yMnO2, for example Li2Mn4O9 (y = 4) or Li2Mn307 (y = 3).

Ces composés précurseurs peuvent être typiquement synthétisés par réaction de carbonate de manganèse, MnCO3 et de carbonate de lithium, Li2CO3, dans les rapports requis et aux températures prédéterminées, par exemple Li2CO3 + 4MnCO3 800 C 2LiMn2O4 +5CO
air
# 400 C
Li2CO3 + 4MnCO3 air Li2Mn4O9 + SCO2
# 400 C
Li2CO3 + 3MnCO3 air Li2Mn3O7 + 4CO2
Les composés précurseurs de spinelle oxyde de lithium et de manganèse peuvent être digérés dans de l'acide sulfurique concentré, par exemple H2SO4 2,6M, à température élevée, par exemple à environ 95. C, pendant plusieurs heures, pour lixivier effectivement la totalité du lithium et engendrer la phase de MnO2 ramsdellite hautement cristalline.Par exemple, lorsqu'on les mène au bout, les réactions idéales peuvent être représentées par
2LiMn2O4 - > 3MnO2 + MnO + Li2O
Li2Mn4O9 - > 4MnO2 + Li2O
Li2Mn307 - > 3MnO2 + Li2O
Il faut toutefois noter que, dans la pratique, la phase de ramsdellite finale peut contenir une petite quantité de lithium ou d'hydrogène qui, pense-t-on, peut servir à stabiliser la structure.
These precursor compounds can typically be synthesized by reaction of manganese carbonate, MnCO3 and lithium carbonate, Li2CO3, in the required ratios and at predetermined temperatures, for example Li2CO3 + 4MnCO3 800 C 2LiMn2O4 + 5CO
air
# 400 C
Li2CO3 + 4MnCO3 air Li2Mn4O9 + SCO2
# 400 C
Li2CO3 + 3MnCO3 air Li2Mn3O7 + 4CO2
The lithium-manganese oxide spinel precursor compounds can be digested in concentrated sulfuric acid, for example H2SO4 2.6M, at high temperature, for example at around 95 ° C., for several hours, to effectively leach all of it. of lithium and generate the highly crystalline MnO2 ramsdellite phase. For example, when led to the end, ideal reactions can be represented by
2LiMn2O4 -> 3MnO2 + MnO + Li2O
Li2Mn4O9 -> 4MnO2 + Li2O
Li2Mn307 -> 3MnO2 + Li2O
It should be noted, however, that in practice the final ramsdellite phase may contain a small amount of lithium or hydrogen which is believed to be used to stabilize the structure.

La phase de MnO2 ramsdellite, lorsqu'elle est préparée par le procédé selon l'invention, contient habituellement une petite quantité d'eau qui est normalement associée à la surface des particules de MnO2 ou aux limites des grains. The MnO2 ramsdellite phase, when it is prepared by the process according to the invention, usually contains a small amount of water which is normally associated with the surface of the MnO2 particles or with the grain boundaries.

Cette teneur en eau est importante lorsqu'on doit utiliser le MnO2 ramsdellite comme électrode dans des cellules aqueuses, par exemple celles qui emploient des anodes en zinc. Cependant, lorsqu'on doit l'utiliser dans des cellules au lithium, on doit chauffer la phase de MnO2 ramsdellite à 100du ou plus pour en éliminer l'eau. On a constaté, à cet égard, que la phase de MnO2 ramsdellite de la présente invention était remarquablement stable à 250-300 C; cependant, un traitement thermique au-dessus de 300 C provoque une transformation en une structure MnO2 ss (rutile).This water content is important when MnO2 ramsdellite must be used as an electrode in aqueous cells, for example those which employ zinc anodes. However, when used in lithium cells, the MnO2 ramsdellite phase should be heated to 100u or more to remove water from it. It has been found, in this regard, that the MnO2 ramsdellite phase of the present invention is remarkably stable at 250-300 C; however, a heat treatment above 300 C causes a transformation into an MnO2 ss (rutile) structure.

On peut aussi déshydrater la phase de MnO2 ramsdellite à température élevée, par exemple à 200-400 C, de préférence à 300-370 C, en présence d'un sel de lithium tel que LiOH,
LiNO3 ou Li2CO3, pour engendrer des phases de ramsdellite stabilisées au lithium, éventuellement en présence zde phases d'oxyde de lithium et de manganèse supplémentaires, comme des phases spinelles, qui peuvent être produites comme sousproduit de la réaction. Bien que le domaine exact de la composition de ces.phases n'ait pas été déterminé, on pense que la composition globale peut être représentée par LizxMnO2+x, avec o S x c 0,2. On notera aussi que le constituant MnOZ dans les phases Li2xMfl02+x apparentées à la ramsdellite n'ont pas besoin d'être stoechiométrigues, mais peuvent présenter un léger déficit en oxygène, de sorte que l'état d'oxydation des cations manganèse soit légèrement inférieur 4,0
Bien que l'on ait décrit ce matériau comme étant adapté pour être utilisé comme matériau d'électrode, on pense que l'on peut aussi l'utiliser dans les applications catalytiques.
The MnO2 ramsdellite phase can also be dehydrated at high temperature, for example at 200-400 C, preferably at 300-370 C, in the presence of a lithium salt such as LiOH,
LiNO3 or Li2CO3, to generate lithium stabilized ramsdellite phases, possibly in the presence of additional lithium oxide and manganese phases, such as spinel phases, which can be produced as a reaction byproduct. Although the exact domain of the composition of these phases has not been determined, it is believed that the overall composition can be represented by LizxMnO2 + x, with o S xc 0.2. It will also be noted that the constituent MnOZ in the Li2xMfl02 + x phases related to ramsdellite do not need to be stoichiometric, but may have a slight oxygen deficit, so that the oxidation state of the manganese cations is slightly lower 4.0
Although this material has been described as being suitable for use as an electrode material, it is believed that it can also be used in catalytic applications.

Le second objet de l'invention concerne un matériau à base de dioxyde de manganèse qui est hautement cristallin, qui possède une structure à prédominance ramsdellite et qui a un diagramme de diffraction X de la poudre (raie Ka du Cu) dans lequel le rapport de la hauteur d'un pic [ 110 ] à la hauteur d'un pic [201] est d'au moins 0,6:1,0 et dans lequel le pic [110] a une largeur de pic, à mi-hauteur, inférieure à 20=2 .  The second object of the invention relates to a material based on manganese dioxide which is highly crystalline, which has a predominantly ramsdellite structure and which has an X-ray diffraction diagram of the powder (Ka line of Cu) in which the ratio of the height of a peak [110] at the height of a peak [201] is at least 0.6: 1.0 and in which the peak [110] has a peak width, halfway up, less than 20 = 2.

Le matériau selon le second objet de l'invention peut aussi être préparé chimiquement comme on l'a décrit ci-dessus et peut avoir des hauteurs de pics et des largeurs de pics relatives telles que décrites ci-dessus. The material according to the second subject of the invention can also be prepared chemically as described above and can have peak heights and relative peak widths as described above.

Le troisième objet de l'invention concerne une cellule électrochimique, qui comprend
une anode conductrice électroniquement;
une cathode conductrice électroniquement comprenant un dioxyde de manganèse hautement cristallin, préparé chimiquement, qui possède une structure à prédominance ramsdellite et qui a un diagramme de diffraction X de la poudre (raie Ka du Cu) dans lequel le rapport de la hauteur d'un pic [110] à la hauteur d'un pic [ 201 ] est d'au moins 0,6:1,0; et
un électrolyte isolant électroniquement séparant l'anode de la cathode.
The third object of the invention relates to an electrochemical cell, which comprises
an electronically conductive anode;
an electronically conductive cathode comprising a highly crystalline manganese dioxide, chemically prepared, which has a predominantly ramsdellite structure and which has an X-ray powder diffraction pattern (Ka line of Cu) in which the ratio of the height of a peak [110] at the height of a peak [201] is at least 0.6: 1.0; and
an electronically insulating electrolyte separating the anode from the cathode.

La cellule peut être une cellule primaire ou secondaire, à savoir rechargeable, et l'électrolyte peut être aqueux ou non aqueux, l'anode étant, alors, par exemple, en zinc ou en hydrogène, dans le cas d'un électrolyte aqueux, ou en lithium dans le cas d'un électrolyte non aqueux. The cell can be a primary or secondary cell, namely a rechargeable cell, and the electrolyte can be aqueous or non-aqueous, the anode then being, for example, zinc or hydrogen, in the case of an aqueous electrolyte, or lithium in the case of a nonaqueous electrolyte.

Un quatrième objet de l'invention concerne une cellule électrochimique, qui comprend
une anode conductrice électroniquement;
une cathode conductrice électroniquement comprenant un dioxyde de manganèse hautement cristallin qui possède une structure à prédominance ramsdellite et qui a un diagramme de diffraction X de la poudre (raie K a du Cu) dans lequel le rapport de la hauteur d'un pic [ 110 ] à la hauteur d'un pic [ 201 ] est d'au moins 0,6:1,0; et dans lequel le pic [110] a une largeur de pic, à mi-hauteur, inférieure à 28=2 ; et
un électrolyte isolant électroniquement séparant l'anode de la cathode.
A fourth subject of the invention relates to an electrochemical cell, which comprises
an electronically conductive anode;
an electronically conductive cathode comprising a highly crystalline manganese dioxide which has a predominantly ramsdellite structure and which has an X-ray powder diffraction pattern (K a line of Cu) in which the ratio of the height of a peak [110] at the height of a peak [201] is at least 0.6: 1.0; and wherein the peak [110] has a peak width, at mid-height, less than 28 = 2; and
an electronically insulating electrolyte separating the anode from the cathode.

Le dioxyde de manganèse peut être tel que décrit cidessus et peut avoir, en particulier, un diagramme de diffraction X de la poudre tel que décrit ci-dessus. Manganese dioxide can be as described above and can have, in particular, an X-ray diffraction pattern of the powder as described above.

L'invention va maintenant être décrite à l'aide des exemples illustratifs suivants de matériaux d'électrode et de cellules selon l'invention, et à l'aide du dessin schématique annexé (figure 1) qui est une représentation schématique d'une cellule selon l'invention. The invention will now be described with the aid of the following illustrative examples of electrode materials and cells according to the invention, and with the aid of the appended schematic drawing (FIG. 1) which is a schematic representation of a cell according to the invention.

Sur le dessin, on voit une cellule de type Li (anode) /LiC104 1M dans le carbonate de propylène (electrolyte)/MnO2 ramsdellite, Téflon, noir d'acétylène (cathode). La cellule est désignée par 10 et l'anode, l'électrolyte et la cathode sont respectivement désignés par 12, 14 et 16. L'anode, l'électrolyte et la cathode sont contenus dans un logement isolant 18, l'anode étant séparée de la cathode par l'elec- trolyte, et des bornes convenables (non représentées) sont en contact électronique respectivement avec l'anode et la cathode. In the drawing, we see a Li (anode) / LiC104 1M type cell in propylene carbonate (electrolyte) / MnO2 ramsdellite, Teflon, acetylene black (cathode). The cell is designated by 10 and the anode, the electrolyte and the cathode are respectively designated by 12, 14 and 16. The anode, the electrolyte and the cathode are contained in an insulating housing 18, the anode being separated of the cathode by the electrolyte, and suitable terminals (not shown) are in electronic contact with the anode and the cathode respectively.

Dans la cathode, le Téflon est un liant, le noir d'acé tylène est un collecteur de courant. Le MnO2 ramsdellite, sous forme pulvérulente, est mélangé en proportion massique de 70-80% de MnO2, avec 30-20% de Téflon et de noir d'acétymène, le Téflon et le noir d'acétylène étant dans un rapport massique de 1:2, et compacté sous 5-10 MPa. In the cathode, Teflon is a binder, acetylene black is a current collector. The MnO2 ramsdellite, in powder form, is mixed in a mass proportion of 70-80% of MnO2, with 30-20% of Teflon and acetymene black, Teflon and acetylene black being in a mass ratio of 1 : 2, and compacted at 5-10 MPa.

Le MnO2 ramsdellite qui convient pour être utilisé dans la cathode 16 de la cellule 10 est préparé suivant les exemples ci-dessous. The MnO2 ramsdellite which is suitable for use in the cathode 16 of cell 10 is prepared according to the examples below.

EXEMPLE 1
On prépare un LiMn204 spinelle stoechiométrique en faisant réagir un mélange intime de Li2CO3 et de MnCO3, dans un rapport molaire de 1:4, à 800 C dans de l'air pendant 24 heures. Ensuite, on chauffe au reflux le produit précurseur de LiMn204 dans H2SO4 2,6M à 950C pendant 2 jours. Le diagramme de diffraction X de la poudre (raie Ka du Cu) du produit MnO2 ramsdellite résultant est représenté sur la figure 2. Après séchage du produit pendant une nuit à 100 C, la concentration [ H+ ] est de 0,16% en poids, ce qui indique une petite quantité d'eau résiduelle sur la surface et de l'eau occluse dans la structure.Après le chauffage du produit ramsdellite à 250 C, il n'y a pas de variation significative du diagramme de diffraction X de la poudre (figure 3), ce qui indique l'intégrité de la structure de la phase de ramsdellite à cette température. La teneur en hydrogène [H+] du produit ramsdellite chauffé à 250 C est de 0,08% en poids.
EXAMPLE 1
A stoichiometric spinel LiMn204 is prepared by reacting an intimate mixture of Li2CO3 and MnCO3, in a molar ratio of 1: 4, at 800 ° C. in air for 24 hours. Then the LiMn204 precursor product in 2.6M H 2 SO 4 is heated to reflux at 950C for 2 days. The X-ray diffraction diagram of the powder (Ka line of Cu) of the resulting MnO2 ramsdellite product is shown in Figure 2. After drying the product overnight at 100 C, the concentration [H +] is 0.16% by weight , which indicates a small amount of residual water on the surface and water occluded in the structure. After heating the ramsdellite product to 250 C, there is no significant variation in the X-ray diffraction pattern of the powder (Figure 3), which indicates the integrity of the ramsdellite phase structure at this temperature. The hydrogen content [H +] of the ramsdellite product heated to 250 C is 0.08% by weight.

Le fort degré de cristallinité de la phase de MnO2 ramsdellite du composé de cette invention est reflété par les pics relativement pointus et, en particulier, par le pic pointu et intense [110] à environ 28=22", qui possède une hauteur de pic relative d'environ 1,0:1,0, par rapport au pic [201] à environ 28=37#, et une hauteur de pic relative d'environ 1,4:1,0, par rapport au pic [221] à environ 28=56#. Les rapports des hauteurs des pics [ 110 ] : [ 201 ] et [110]:[221] devraient donc être, pour un MnO2 ramsdellite hautement cristallin selon l'invention, de préférence respectivement supérieurs à 0,6:1,0 et à 1,2:1,0, comme on l'a indiqué ci-dessus.En outre, le pic [110] a une largeur de pic à mi-hauteur inférieure à 28=2 , ce qui est une autre indication du fort degré de cristallinité de la phase de
MnO2 ramsdellite du composé de l'invention. La structure de la phase de MnO2 ramsdellite, telle qu'elle est déterminée d'après un affinage du profil de ce diagramme de diffraction
X, est représentée sur la figure 4. L'affinage montre qu'environ 10% des ions manganèse, désignés par o sur la figure 4, sont situés dans les canaux (2x1). Cette caractéristique peut aussi être attribuée à une faible quantité de MnO2 ss intersticiel dans la structure.
The high degree of crystallinity of the MnO2 ramsdellite phase of the compound of this invention is reflected by the relatively sharp peaks and, in particular, by the sharp and intense peak [110] at about 28 = 22 ", which has a peak height relative about 1.0: 1.0, relative to peak [201] to about 28 = 37 #, and a relative peak height of about 1.4: 1.0, relative to peak [221] at around 28 = 56 #. The ratios of the heights of the peaks [110]: [201] and [110]: [221] should therefore be, for a highly crystalline MnO2 ramsdellite according to the invention, preferably respectively greater than 0, 6: 1.0 and 1.2: 1.0, as noted above. In addition, peak [110] has a peak width at half height less than 28 = 2, which is another indication of the high degree of crystallinity of the
MnO2 ramsdellite of the compound of the invention. The structure of the MnO2 ramsdellite phase, as determined from a refinement of the profile of this diffraction diagram
X, is shown in Figure 4. The refinement shows that about 10% of the manganese ions, designated by o in Figure 4, are located in the channels (2x1). This characteristic can also be attributed to a small amount of interstitial MnO2 ss in the structure.

L'insertion de lithium dans la phase de ramsdellite est mise en évidence par la réaction d'un équivalent-mole de nbutyllithium dans l'hexane avec le MnO2 ramsdellite à 45 C pendant 4 jours. Le diagramme de diffraction X de la poudre du produit lithié de composition Li0,5MnO2 est représenté sur la figure 5. L'apparition de plusieurs pics nouveaux et le déplacement significatif de certains pics, par exemple le pic [ 110 ] à une valeur d'environ 20=22 à environ 20=19,5 est une indication d'une structure ramsdellite modifiée et d'une expansion de la maille unitaire.La conservation des pics pointus, bien résolus, par exemple des pics [110] et [201], indique que la phase lithiée conserve un fort degré de cristallinité, même après une réaction avec un agent reducteur fort comme le n-butyllithium. La structure ramsdellite modifiée, telle qu'elle est déterminée par un affinage du profil du diagramme de diffraction X, est représentée sur la figure 6. Elle montre que l'insertion de lithium s'accompagne d'un gauchissement des plans d'oxygène et d'un cisaillement de ces plans, pour passer d'un empilement hexagonal compact à une structure à empilement cubique compact. The insertion of lithium into the ramsdellite phase is demonstrated by the reaction of a mole equivalent of nbutyllithium in hexane with the MnO2 ramsdellite at 45 ° C. for 4 days. The X-ray diffraction diagram of the powder of the lithiated product of composition Li0.5MnO2 is shown in FIG. 5. The appearance of several new peaks and the significant displacement of certain peaks, for example the peak [110] at a value of about 20 = 22 to about 20 = 19.5 is an indication of a modified ramsdellite structure and an expansion of the unit cell. The conservation of sharp, well resolved peaks, for example peaks [110] and [201] , indicates that the lithiated phase retains a high degree of crystallinity, even after a reaction with a strong reducing agent such as n-butyllithium. The modified ramsdellite structure, as determined by a refinement of the profile of the X-ray diffraction diagram, is shown in FIG. 6. It shows that the insertion of lithium is accompanied by warping of the oxygen planes and shearing of these planes, to pass from a compact hexagonal stack to a compact cubic stack structure.

Une analyse cristallographique du produit de la figure 2 par analyse de profil du diagramme de diffraction X in dique que le produit est une phase de ramsdellite presque pure ayant une maille unitaire orthorhombique avec des constantes de réseau a=9,376 A, b=4,471 A et c=2,855 À, soit respectivement a=O,9376 pm, b=0,4471 m et c=0,2#55 #m. La détermination faite sur la phase partiellement lithine Li015#nO2, dont le diagramme de diffraction X est représenté sur la figure 5 donne des constantes de réseau a=9,527 A, b=5,059 A et c-2,848 A, soit respectivement a=O < 9527 pm, b=0,5059 ym et c=t,2848 pm. A crystallographic analysis of the product in FIG. 2 by profile analysis of the X-ray diffraction diagram indicates that the product is an almost pure ramsdellite phase having an orthorhombic unit cell with lattice constants a = 9.376 A, b = 4.471 A and c = 2.855 At, i.e. respectively a = O, 9376 pm, b = 0.44471 m and c = 0.2 # 55 #m. The determination made on the partially lithine phase Li015 # nO2, the X-ray diffraction diagram of which is shown in FIG. 5 gives lattice constants a = 9.527 A, b = 5.059 A and c-2.848 A, ie respectively a = O < 9527 pm, b = 0.5059 ym and c = t, 2848 pm.

EXEMPLE 2
On prépare un Li2Mn4Og spinelle à défauts (Li2O,4Mn02) en faisant r4agir un mélange intime de poudres de Li2CO3 et.
EXAMPLE 2
A defective spinel Li2Mn4Og (Li2O, 4MnO2) is prepared by reacting an intimate mixture of Li2CO3 and powders.

de MnCO3, dans un rapport molaire de @:4, dans de l'air à 400 C pendant 20 heures. Ensuite, on chauffe au reflux le produit précurseur Li2Mn4O9 dans H2SO4 2,6M, à 95 C pendant 2 jours. Le diagramme de diffraction X de la poudre du produit résultant est représenté sur la figure 7; il est très semblable au produit de l'exemple 1 (figure 2).of MnCO3, in a molar ratio of @: 4, in air at 400 C for 20 hours. Then, the precursor Li2Mn4O9 in 2.6M H 2 SO 4 is heated to reflux at 95 ° C. for 2 days. The X-ray diffraction diagram of the powder of the resulting product is shown in Figure 7; it is very similar to the product of Example 1 (Figure 2).

EXEMPLE 3
On fait réagir du MnO2 ramsdellite dans de l'air avec
LiNO3, à 280 C pendant 30 heures, puis à 300 C pendant 20 heures. Le rapport Li:Mn du mélange de départ est de 3:7. Le diagramme de diffraction X de la poudre du produit est représenté sur la figure 8. Les pics majeurs du diagramme de diffraction X peuvent être attribués à un produit
Li2xMnO2+x, dont la maille unitaire orthorhombique est telle que a=9,268 Â, b=4,971 Â et c=2,864 A.
EXAMPLE 3
We react MnO2 ramsdellite in air with
LiNO3, at 280 C for 30 hours, then at 300 C for 20 hours. The Li: Mn ratio of the starting mixture is 3: 7. The X-ray diffraction pattern of the product powder is shown in Figure 8. The major peaks of the X-ray diffraction pattern can be attributed to a product
Li2xMnO2 + x, whose unit cell orthorhombic is such that a = 9,268 Â, b = 4,971 Â and c = 2,864 A.

EXEMPLE 4
On évalue le produit de l'exemple 1, chauffé à 100 C pendant une nuit pour éliminer l'eau, comme matériau de cathode dans des cellules au lithium, analogues à la cellule 10 de la figure 1. Les cellules sont constituées d'une anode de lithium métallique 12, compactée sur un collecteur de courant en acier inoxydable, d'un électrolyte 14 comprenant LiC104 1M dissous dans le carbonate de propylène et le diméthoxyéthane, dans un rapport de 1:1 en volume, et d'une cathode 16 contenant environ 40 mg de MnO2 mélangé à environ 10 mg d'un mélange de liant Téflon et de noir d'acétylène, dans lequel le Téflon joue le rôle d'agent liant et le noir d'acétylène celui de collecteur de courant; le rapport Téflon/noir d'acétylène de ces mélanges est de 1:2.
EXAMPLE 4
The product of Example 1, heated at 100 ° C. overnight, to remove water, is evaluated as cathode material in lithium cells, analogous to cell 10 in FIG. 1. The cells consist of a metallic lithium anode 12, compacted on a stainless steel current collector, an electrolyte 14 comprising 1M LiC104 dissolved in propylene carbonate and dimethoxyethane, in a ratio of 1: 1 by volume, and a cathode 16 containing about 40 mg of MnO2 mixed with about 10 mg of a mixture of Teflon binder and acetylene black, in which Teflon acts as a binding agent and acetylene black as a current collector; the Teflon / acetylene black ratio of these mixtures is 1: 2.

Les courbes de décharge initiale des trois cellules au lithium indépendantes selon l'invention sont indiquées sur la figure 9, qui met ainsi en évidence le fait que la phase de ramsdellite joue le rôle de matériau de cathode effectif, donnant, en moyenne, une capacité d'environ 225 mAh/g sur la décharge initiale, jusqu'à une tension de coupure de 2V. La tension en circuit ouvert par rapport à la composition x, dans LixMnO2, montre que le MnO2 ramsdellite peut recevoir un Li jusqu'à une tension de coupure de 2,8V, comme le montre la figure 10. The initial discharge curves of the three independent lithium cells according to the invention are indicated in FIG. 9, which thus highlights the fact that the ramsdellite phase plays the role of effective cathode material, giving, on average, a capacity about 225 mAh / g on the initial discharge, up to a cut-off voltage of 2V. The open circuit voltage relative to the composition x, in LixMnO2, shows that the MnO2 ramsdellite can receive a Li up to a cut-off voltage of 2.8V, as shown in Figure 10.

Un graphe voltampère cyclique du MnO2 ramsdellite balayant le domaine de tension de 1,1 V à 4,6 V à une vitesse de 1 mV/s (figure 11) démontre que la réaction électrochimique est réversible après le cycle de décharge initial. A cyclic voltampere graph of the MnO2 ramsdellite scanning the voltage range from 1.1 V to 4.6 V at a speed of 1 mV / s (Figure 11) demonstrates that the electrochemical reaction is reversible after the initial discharge cycle.

Les courbes de décharge électrochimique des 8 premiers cycles d'une cellule Li/MnO2 ramsdellite rechargeable sont indiquées sur la figure 12, qui confirme les résultats voltampèremétriques cycliques et le fait que, après la décharge initiale, la cellule donne une capacité rechargeable comprise entre 100 et 150 mAh/g. The electrochemical discharge curves of the first 8 cycles of a rechargeable ramsdellite Li / MnO2 cell are shown in FIG. 12, which confirms the cyclic voltammeter results and the fact that, after the initial discharge, the cell gives a rechargeable capacity of between 100 and 150 mAh / g.

EXEMPLE 5
La phase de MnO2 ramsdellite préparée par le procédé de l'exemple 1, mais pas traitée thermiquement, est évaluée dans une demi-cellule alcaline avec une contre-électrode à grille de nickel (anode), un électrolyte de KOH 9M et une électrode de référence à Hg/HgO. La cathode est constituée de 500 mg de MnO2 ramsdellite mélangé avec 100 mg de graphite. La demi-cellule est déchargée à une intensité de courant d'environ 10 mA (figure 13). La tension obtenue à partir de cette électrode est satisfaisante, tandis que la ca pacité de décharge théorique (308 mAh/g) peut être obtenue par décharge à -1V par rapport à Hg/HgO, ce qui correspond à la formation de MnOOH.
EXAMPLE 5
The MnO2 ramsdellite phase prepared by the method of Example 1, but not heat treated, is evaluated in an alkaline half-cell with a nickel grid counter electrode (anode), a KOH 9M electrolyte and a reference to Hg / HgO. The cathode consists of 500 mg of MnO2 ramsdellite mixed with 100 mg of graphite. The half-cell is discharged at a current intensity of approximately 10 mA (Figure 13). The voltage obtained from this electrode is satisfactory, while the theoretical discharge capacity (308 mAh / g) can be obtained by discharge at −1 V relative to Hg / HgO, which corresponds to the formation of MnOOH.

Un avantage particulier de l'invention est qu'elle offre une cellule au lithium potentiellement adaptée à une utilisation primaire ou rechargeable, de conception simple, de faible coût et de bonne durée de conservation. A particular advantage of the invention is that it offers a lithium cell potentially suitable for primary or rechargeable use, simple design, low cost and good shelf life.

Le dioxyde de manganèse est un matériau de cathode bien connu pour une cellule électrochimique employant des anodes de zinc ou de lithium, munie d'un électrolyte isolant électroniquement séparant l'anode de la cathode. La forme la plus couramment utilisée du dioxyde de manganèse est de loin
MnO2 & que l'on peut préparer chimiquement, à savoir le dioxyde de manganèse chimique ("DMC"), ou par voie électrolytique, à savoir le dioxyde de manganèse électrolytique ("DME"). Le MnO2 & (figure 14) a une structure que l'on peut considérer comme intermédiaire entre une structure de MnO2 rutile (MnO2 ss) (figure 15) et une structure de MnO2 ramsdellite (figure 16).Le DMC et le DME contiennent tous deux de l'eau de surface et de l'eau occluse, ce qui aide à la réaction de décharge électrochimique lorsqu'ils sont utilisés comme cathodes dans des systèmes de piles aqueuses au zinc. Cependant, cette eau de surface et occluse, que l'on pense située principalement aux frontières des grains, doit être éliminée du matériau d'électrode au dioxyde de manganèse si on l'emploie dans des cellules au lithium, car le lithium réagit vigoureusement avec l'eau.Un traitement thermique de MnO2 & à 350-450 C, qui élimine à peu près 80% de l'eau, mais pas la totalité de l'eau, provoque aussi une transformation de la structure en ce que l'on appelle une phase de MnO26/ss, à savoir une phase dans laquelle le constituant rutile (ou MnO2 ss) dans la structure est plus important.
Manganese dioxide is a cathode material well known for an electrochemical cell employing zinc or lithium anodes, provided with an electronically insulating electrolyte separating the anode from the cathode. The most commonly used form of manganese dioxide is by far
MnO2 & which can be prepared chemically, namely chemical manganese dioxide ("DMC"), or electrolytically, namely electrolytic manganese dioxide ("DME"). MnO2 & (Figure 14) has a structure that can be considered as an intermediary between a rutile MnO2 structure (MnO2 ss) (Figure 15) and a ramsdellite MnO2 structure (Figure 16). Both DMC and DME contain both surface water and occluded water, which aid in the electrochemical discharge reaction when used as cathodes in aqueous zinc cell systems. However, this surface and occluded water, which is believed to be located mainly at the grain boundaries, should be removed from the manganese dioxide electrode material if used in lithium cells, since lithium reacts vigorously with water.A heat treatment of MnO2 & at 350-450 C, which removes about 80% of the water, but not all of the water, also causes a transformation of the structure in that one calls a phase of MnO26 / ss, namely a phase in which the rutile component (or MnO2 ss) in the structure is more important.

Le MnO2 rutile contient des canaux unidimensionnels ayant une section transversale définie par la taille d'un octaèdre de MnO6; les canaux sont ainsi définis comme étant des canaux (lxl). Les canaux de la ramsdellite sont aussi unidimensionnels, mais la section transversale de chaque canal est définie par deux octaèdres de MnO6 dans une direction et par un seul octaèdre de MnO6 dans une direction orthogonale, ce qui fait que les canaux peuvent être définis comme étant des canaux (2x1). Rutile MnO2 contains one-dimensional channels having a cross section defined by the size of an MnO6 octahedron; channels are thus defined as being channels (lxl). The ramsdellite channels are also one-dimensional, but the cross section of each channel is defined by two octahedra of MnO6 in one direction and by a single octahedron of MnO6 in an orthogonal direction, so the channels can be defined as channels (2x1).

Les réactions électrochimiques des piles au lithium qui emploient des cathodes d'oxydes ou de chalcogénur#de métaux de transition se font le plus souvent par des réactions d'insertion ou topochimiques, dans lesquelles le lithium est inséré dans la structure hôte d'oxyde/chalcogénure de métal de transition, ce qui s'accompagne d'une réduction du métal de transition de l'hôte. The electrochemical reactions of lithium batteries which use transition metal oxides or chalcogenur # cathodes are most often done by insertion or topochemical reactions, in which lithium is inserted in the oxide host structure / transition metal chalcogenide, which is accompanied by a reduction in the transition metal of the host.

Par conséquent, le MnO2 ss comportant des canaux unidi- mensionnels étroits n'est pas aussi actif électrochimique- ment que le NnO2 &gamma; qui contient à la fois des canaux de type
MnO2 ss (lxl) et des canaux plus grands de type ramsdellite (2x1). On a constaté qu'un produit cristallin MnO2 p n'absorbe que 0,2 Li+ par motif MnO2, tandis que MnOX &gamma; / ss traité thermiquement, comportant à la fois des canaux ramsdellite et des canaux rutile, accepte sensiblement plus d'ions Li+ par unité de formule.En particulier, on a constaté que le MnO2 #/# traité thermiquement réagit avec un Li+ par motif de MnOv, mais ce phénomène n'est pas totalement réversible, ce qui limite l'application dans des ce3- lules au lithium rechargeables.
Therefore, MnO2 ss with narrow unidimensional channels is not as electrochemically active as NnO2 &gamma; which contains both type channels
MnO2 ss (lxl) and larger ramsdellite type channels (2x1). It has been found that a crystalline product MnO2 p only absorbs 0.2 Li + per MnO2 motif, while MnOX &gamma; / ss heat treated, comprising both ramsdellite channels and rutile channels, accepts significantly more Li + ions per unit of formula. In particular, it has been found that the heat treated MnO2 # / # reacts with Li + by pattern of MnOv, but this phenomenon is not completely reversible, which limits the application in rechargeable lithium cells.

Ainsi, la capacité d'absorption de lithium dans le ma teriau d'électrode, et par conséquent la capacité de re charge du matériau d'électrode, est d'autant plus grande que la fraction de ramsdellite dans le MnO2 &gamma; est plus élevée. Thus, the absorption capacity of lithium in the electrode material, and therefore the capacity for re-charging the electrode material, is all the greater as the fraction of ramsdellite in MnO2 &gamma; is higher.

Comme le matériau d'électrode de la présente invention peut être synthétisé sous une forme pratiquement anhydre, il n'est pas nécessaire d'avoir les températures relativement élevées qui sont nécessaires pour eliminer l'humidité et qui transforment une partie de la structure en phase .w.nO2 p indésirable, comme on l'a indiqué ci-dessus. En outre, la stabilité voulue de la structure ramsdellite peut être obtenue grace à la réaction d'un sel de lithium en concentration mineure avec le MnO2 ramsdellite, comme on l'a indiqué ci-dessus. Since the electrode material of the present invention can be synthesized in a substantially anhydrous form, it is not necessary to have the relatively high temperatures which are necessary to remove moisture and which transform part of the structure into phase .w.nO2 p undesirable, as noted above. In addition, the desired stability of the ramsdellite structure can be obtained by reacting a lithium salt in minor concentration with the MnO2 ramsdellite, as indicated above.

Un diagramme de diffraction X de la poudre simulé d'une structure MnOZ ramsdellite idéale est représenté sur la fi- gure 17. An X-ray diffraction diagram of the simulated powder of an ideal MnOZ ramsdellite structure is shown in Figure 17.

Le n03 ramsdellite possède un réseau d'anions oxygène hexagonal compact ("hc") déformé. Dans une telle dispositaon, les octaèdres définis par le réseau d'oxygènes partagent leurs arêtes les uns avec les autres, tandis que d'autres partagent leurs faces. Dans le MnO2 ramsdellite, il est donc peu probable qu'à un moment donné tous les sites octaédriques intersticiels de la structure puissent être remplis par des ions lithium insérés, à cause des interactions électrostatiques des cations dans les octaèdres à faces mises en commun. On pense donc que, dans le MnO2 ramsdellite, seule une petite fraction des sites intersticiels peuvent se remplir d'ions lithium avant que le réseau d'ions oxygène se transforme en un empilement cubique compact pour donner une structure modifiée qui est, de façon inhérente, plus stable que la structure mère hexagonale compacte déformée initiale. The n03 ramsdellite has a distorted compact hexagonal oxygen ("hc") anion network. In such a disposition, the octahedra defined by the oxygen network share their edges with each other, while others share their faces. In the MnO2 ramsdellite, it is therefore unlikely that at any given time all the interstitial octahedral sites of the structure could be filled with inserted lithium ions, because of the electrostatic interactions of the cations in the octahedra with pooled faces. It is therefore believed that, in MnO2 ramsdellite, only a small fraction of the interstitial sites can fill with lithium ions before the oxygen ion network transforms into a compact cubic stack to give a modified structure which is inherently , more stable than the initial deformed compact hexagonal mother structure.

On a aussi mis en évidence le fait que, après la pre mière décharge, tous les ions lithium ne peuvent pas être facilement éliminés de la structure lors de la charge de la cellule, et qu'une concentration mineure d'ions Li+ demeure dans les canaux de la phase ramsdellite modifiée pour stabiliser la structure.  It has also been demonstrated that, after the first discharge, all the lithium ions cannot be easily removed from the structure during the charging of the cell, and that a minor concentration of Li + ions remains in the cells. Channels of the ramsdellite phase modified to stabilize the structure.

Claims (18)

REVENDICATIONS 1. Matériau à base de dioxyde de manganèse, caractérisé en ce qu'il possède une structure à prédominance ranlsdellite, qu'il est hautement cristallin, qu'il est préparé chimiquement et qu'il a un diagramme de diffraction X de la poudre (raie Ka du Cu > dans lequel le rapport de la hauteur d'un pic [ 110) & la hauteur d'un pic t2013 est d'au moins 0,6:1,0. 1. Material based on manganese dioxide, characterized in that it has a predominantly ranlsdellite structure, that it is highly crystalline, that it is chemically prepared and that it has an X-ray diffraction diagram of the powder ( Ka line of Cu> in which the ratio of the height of a peak [110) to the height of a peak t2013 is at least 0.6: 1.0. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une proportion mineure de MnO2 ss intersticiel en combinaison avec la structure à prédominance ramsdellite.2. Material according to claim 1, characterized in that it comprises a minor proportion of interstitial ss MnO2 in combination with the predominantly ramsdellite structure. 3. Matériau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une proportion mineure de lithium ou d'hydrogène pour stabiliser la structure ramsdellite, le rapport Mn:O du MnO2 ramsdellite s'écartant légèrement de 1:2, de sorte que l'état d'oxydation des ions manganèse soit inférieur à 4,0, mais supérieur à 3,5.3. Material according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a minor proportion of lithium or hydrogen to stabilize the ramsdellite structure, the Mn: O ratio of MnO2 ramsdellite deviating slightly from 1: 2, so that the oxidation state of manganese ions is less than 4.0, but more than 3.5. 4. Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans le diagramme de diffraction X de la poudre, le rapport de la hauteur du pic [ 110 ] à la hauteur du pic [201] est d'au moins 0,8:1,0.4. Material according to any one of claims 1 to 3, characterized in that, in the X-ray diffraction diagram of the powder, the ratio of the height of the peak [110] to the height of the peak [201] is at least 0.8: 1.0. 5. Matériau selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans le diagramme de diffraction X de la poudre, le rapport de la hauteur du pic [ 110 ] à la hauteur du pic [ 201 ] est d'environ 1,0:1,0.5. Material according to claim 4, characterized in that, in the X-ray diffraction diagram of the powder, the ratio of the height of the peak [110] to the height of the peak [201] is approximately 1.0: 1 , 0. 6. Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans le diagramme de diffraction X de la poudre, le rapport de la hauteur du pic [110] à la hauteur d'un pic [ 221 ] est d'au moins 1,2:1,0, ce qui indique un fort degré de cristallinité de la structure de dioxyde de manganèse ramsdellite.6. Material according to any one of claims 1 to 5, characterized in that, in the X-ray diffraction diagram of the powder, the ratio of the height of the peak [110] to the height of a peak [221] is at least 1.2: 1.0, which indicates a high degree of crystallinity of the ramsdellite manganese dioxide structure. 7. Matériau selon la revendication 6, caractérisé en ce que, dans le diagramme de diffraction X de la poudre, le rapport de la hauteur du pic [110] à la hauteur du pic [221] est d'environ 1,4:1,0. 7. Material according to claim 6, characterized in that, in the X-ray diffraction diagram of the powder, the ratio of the height of the peak [110] to the height of the peak [221] is approximately 1.4: 1 , 0. 8. Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, dans le diagramme de diffraction X de la poudre, le pic [ 110 ] a une largeur de pic à mi-hauteur inférieure a 28=2', ce qui constitue une indication supplementaire du fort degré de cristallinité de la structure de dioxyde de manganèse ramsdellite.8. Material according to any one of claims 1 to 7, characterized in that, in the X-ray diffraction diagram of the powder, the peak [110] has a width of peak at half height less than 28 = 2 ', which is an additional indication of the high degree of crystallinity of the ramsdellite manganese dioxide structure. 9. Matériau selon la revendication 8, caractérisé en ce que, dans le diagramme de diffraction X de la poudre, le pic [ 110 ] a une largeur de pic à mi-hauteur d'environ 20=1,5 10. Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérise en ce que, lorsqu'il est mis en réaction avec un sel de lithium, il engendre des phases stabilisées au lithium que l'on peut collectivement représenter par Li2#MnO2+#, oû O S x c 0,2.9. Material according to claim 8, characterized in that, in the X-ray diffraction diagram of the powder, the peak [110] has a peak width at mid-height of approximately 20 = 1.5 10. Material according to l any of claims 1 to 9, characterized in that, when it is reacted with a lithium salt, it generates stabilized lithium phases which can be collectively represented by Li2 # MnO2 + #, or OS xc 0.2. 11. Matériau à base de dioxyde de manganèse, caractérisé en ce qu'il possède une structure à prédominance ramsdellite, qu'il est hautement cristallin et qu'il a un diagramme de diffraction X de la poudre (raie Ka du Cu) dans lequel le rapport de la hauteur d'un pic 1110i à la hauteur d'un pic [ 20l ] est d'au moins 0,6:1,0 et dans lequel le pic [ 110 ] a une largeur & mi-hauteur inférieure à 2e=2'. 11. Material based on manganese dioxide, characterized in that it has a predominantly ramsdellite structure, that it is highly crystalline and that it has an X-ray diffraction diagram of the powder (Ka line of Cu) in which the ratio of the height of a peak 1110i to the height of a peak [20l] is at least 0.6: 1.0 and in which the peak [110] has a width & half-height less than 2e = 2 '. 12. Cellule électrochimique, caractérisée en ce qu'elle comprend12. Electrochemical cell, characterized in that it comprises une anode conductrice électroniquement; an electronically conductive anode; une cathode conductrice électroniquement comprenant un dioxyde de manganèse hautement cristallin, préparé chimiquement, qui possède une structure a prédominance ramsdellite et qui a un diagramme de diffraction X de la poudre (raie Ka du Cu) dans lequel le rapport de la hauteur d'un pic [ 110) à la hauteur d'un pic [ 201 ] est d'au moins 0,6:1,0; et an electronically conductive cathode comprising a highly crystalline manganese dioxide, chemically prepared, which has a predominantly ramsdellite structure and which has an X-ray diffraction diagram of the powder (Ka line of Cu) in which the ratio of the height of a peak [110) at the height of a peak [201] is at least 0.6: 1.0; and un électrolyte isolant Electroniquement séparant l'anode de la cathode. an electronically insulating electrolyte separating the anode from the cathode. 13. Cellule électrochimique selon la revendication 12, ca caractérisée en ce que la cathode comprend aussi une propor 14. Cellule électrochimique selon la revendication 12 ou 13, caractérisée en ce que la cathode comprend aussi une proportion mineure de lithium ou d'hydrogène pour stabiliser la structure ramsdellite, le rapport Mn:O du MnO2 ramsdellite s'écartant légèrement de 1:2, de sorte que l'état d'oxydation des ions manganèse soit inférieur à 4,0, mais supérieur à 3,5.13. electrochemical cell according to claim 12, ca characterized in that the cathode also comprises a propor 14. electrochemical cell according to claim 12 or 13, characterized in that the cathode also comprises a minor proportion of lithium or hydrogen to stabilize the ramsdellite structure, the Mn: O ratio of the MnO2 ramsdellite deviating slightly from 1: 2, so that the oxidation state of the manganese ions is less than 4.0, but greater than 3.5. 15. Cellule électrochimique selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisée en ce que, dans le diagramme de diffraction X de la poudre du dioxyde de manganèse, le rapport de la hauteur du pic [ 110 ] à la hauteur du pic [ 201 ] est d'au moins 0,8:1,0.15. Electrochemical cell according to any one of claims 12 to 14, characterized in that, in the X-ray diffraction diagram of the manganese dioxide powder, the ratio of the height of the peak [110] to the height of the peak [ 201] is at least 0.8: 1.0. Cellule électrochimique selon la revendication 15, caractérisée en ce que, dans le diagramme de diffraction X de la poudre du dioxyde de manganèse, le rapport de la hauteur du pic [ 110 ] à la hauteur du pic [201] est d'environ 1,0:1,0. Electrochemical cell according to claim 15, characterized in that, in the X-ray diffraction diagram of the manganese dioxide powder, the ratio of the height of the peak [110] to the height of the peak [201] is approximately 1, 0: 1.0. 17. Cellule électrochimique selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisée en ce que, dans le diagramme de diffraction X de la poudre du dioxyde de manganèse, le rapport de la hauteur du pic [ 110 ] à la hauteur d'un pic [221] est d'au moins 1,2:1,0, ce qui indique aussi un fort degré de cristallinité de la structure de dioxyde de manganèse ramsdellite.17. Electrochemical cell according to any one of claims 12 to 16, characterized in that, in the X-ray diffraction diagram of the manganese dioxide powder, the ratio of the height of the peak [110] to the height of a peak [221] is at least 1.2: 1.0, which also indicates a high degree of crystallinity in the structure of ramsdellite manganese dioxide. 18. Cellule électrochimique selon la revendication 17, ca ractérisée en ce que, dans le diagramme de diffraction X de la poudre du dioxyde de manganèse, le rapport de la hauteur du pic [110] à la hauteur du pic [221] est d'environ 1,4:1,0.18. The electrochemical cell according to claim 17, ca characterized in that, in the X-ray diffraction diagram of the manganese dioxide powder, the ratio of the height of the peak [110] to the height of the peak [221] is about 1.4: 1.0. 19. Cellule électrochimique selon l'une quelconque des revendications 12 à 18, caractérisée en ce que, dans le diagramme de diffraction X de la poudre du dioxyde de manganèse, le pic [ 110 ] a une largeur de pic à mi-hauteur inférieure à 20=2 , ce qui constitue une indication supplémen rieure à 2#=2 , ce qui constitue une indication supplémen- taire du fort degré de cristallinité de la structure de dioxyde de manganèse ramsdellite.19. Electrochemical cell according to any one of claims 12 to 18, characterized in that, in the X-ray diffraction diagram of the manganese dioxide powder, the peak [110] has a peak width at half height less than 20 = 2, which is an additional indication to 2 # = 2, which is an additional indication of the high degree of crystallinity of the ramsdellite manganese dioxide structure. 20. Cellule électrochimique selon la revendication 19, caractérisée en ce que, dans le diagramme de diffraction X de la poudre du dioxyde de manganèse, le pic [110] a une largeur de pic 8 mi-hauteur d'environ 20=1,5 , 21. Cellule électrochimique selon l'une quelconque des re vendscations 12 å 20, caracterisée en ce que le dioxyde de manganèse mis en réaction avec un sel do lithium engendre des phases stabilisées au lithium que l'on peut collecti vemant représenter par Li2xMnO2+x, ou O s x s 0,2.20. Electrochemical cell according to claim 19, characterized in that, in the X-ray diffraction diagram of the manganese dioxide powder, the peak [110] has a width of peak 8 mid-height of approximately 20 = 1.5 , 21. Electrochemical cell according to any one of claims 12 to 20, characterized in that the manganese dioxide reacted with a lithium salt generates phases stabilized with lithium which can collectively be represented by Li2xMnO2 + x, or O sxs 0.2. 22. Cellule électrochimique, caractérisée en ce qu'elle comprend 22. Electrochemical cell, characterized in that it comprises une anode conductrice électroniquement;  an electronically conductive anode; une cathode conductrice électroniquement comprenant un dioxyde de manganèse hautement cristallin qui possède une structure à prédominance ramsdellite et qui a un diagramme de diffractlon X de la poudre (raie Ka du Cu? dans lequel le rapport de la hauteur d'un pic 1110) à la hauteur d'un pic [ 2011 est d'au moins 0,6:1,0 et dans lequel le pic [ 130) a une largeur de pic a mi-hauteur inférieure a 28=2'; et an electronically conductive cathode comprising a highly crystalline manganese dioxide which has a predominantly ramsdellite structure and which has an X-ray diffraction pattern of the powder (Ka line of Cu? in which the ratio of the height of a peak 1110) to the height of a peak [2011 is at least 0.6: 1.0 and in which the peak [130) has a peak width at half height less than 28 = 2 '; and un électrolyte isolant électroniquement séparant l'anode de la cathode.  an electronically insulating electrolyte separating the anode from the cathode.
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